总后军需装备研究所 蒋毅 华中科技大学 蒋明

概述

AD5547是美国AD(ANALOG DEVICES)公司推出的一种并行双通道低功耗电流输出型D/A转换芯片，主要具以下特点：

16位精度，适用于自动测试系统、仪器仪表及数字波形发生器

4MHz频宽，4象限乘法型数模转换器

2.7 V ~ 5.5 V宽工作电压

0.5 μs建立时间

内建反馈电阻，可实现电流电压转换输出

V REF =10V时，内建4象限电阻可实现0 V～ ? 10 V，0 V～+10 V及 ±10 V 输出

启动时，0刻度或中间刻度输出可选

宽工作温度范围：?40℃～+125℃

AD5547设计为单+5 V工作电压，可外接±10 V的参考电压提供4MHz频宽的信号输出。内置4象限电阻有利于阻抗匹配和减少温漂，可最大限度地减少多象限应用中所需的分立元件。同时元件内部提供反馈电阻 (R FB ) 结合外部电容可方便选择电流或电压输出。除在电流输出型DAC中常见的精密转换电阻R FB 外，片内还有3个额外的精密电阻用于4象限双极性扩展应用。

在每个逻辑输入管脚均包含一个静电放电保护的反向齐纳管，因此输入管脚的逻辑输入电压不能高于电源电压。

AD5547采用紧凑型TSSOP-38封装可有效减少元件尺寸，具有?40℃至+125℃极宽的温度适应范围，可应用于绝大多数工业应用场合。

AD5547的基本结构和其引脚功能

图1 AD5547的内部结构图 
 
 表1 AD5547各引脚功能

D/A转换区域介绍

AD5547器件内部D/A转换区域等效电路如图2，其中的两组高精度R-2R梯度电阻网络组成转换的12位低有效位，高4位有效位由阻值为2R的15段电阻编码形成。16段电阻及R-2R梯形电阻网络中的电 阻均提供十六分之一满刻度电流。反馈电阻 R FB 及四象限电阻ROFSZ 阻值均为10KΩ，另外的两个四象限电阻R1、R2为5KΩ。在四象限工作状态下，R1和R2与外部运放共同翻转参考电平，同时将其输入参考电平管脚，从而实现DAC的不同输出。

图2 AD5547 DAC电路等效图

参考电平输入管脚的输入电阻为5KΩ± 20%。DAC的输出即I OUT 的阻抗取决于输出的配置，必须根据AD5547的输出阻抗的差异选择合适外部运放以取得好实际效果。反馈电阻与DAC梯形电阻网络一起决定 输出电压的噪声。为获得良好的模拟性能，可在芯片的电源电路中旁接一个0.01到0.1微法的瓷片电容 及一个1微法钽电容，同时通过V REF 及R FB 之间PCB布线匹配减少增益误差。

DAC内部每次编码的变换对应于一个阶梯函数；如果运放的增益带宽乘积有限及反向节点的寄生电容的过大均会导致输出变换时产生尖峰。因此需要在I-V转换运放和输出节点间添加一补偿电容来平滑转换，根据经验20pF的电容器就能满足要求。

Vdd电源主要用于通过驱动DAC转换网络开关，当操作电压下降一定幅度时，会引起输出精度的下降。同时尽量不使用开关稳压器为芯片提供电源，以免元件高速工作时电源供应的效率降低。

数字电路部分

AD5547具有16位并行数据接口，器件采